在遠程資產追蹤、野外環境監測等場景中，穩定可靠的長距離通信與超低功耗是系統設計的核心挑戰。eFish-SBC-RK3576通過 ‌原生雙UART接口 + USB OTG擴展能力‌ ，可無縫集成主流LPWAN模組（LoRa/NB-IoT），實現“數據采集-邊緣計算-云端同步”全鏈路低功耗設計。本文將從硬件適配、協議對接、場景優化三方面，解析如何打造“超長待機”的物聯網終端。

‌1. 硬件連接：極簡接口，即插即用‌

‌模塊選型與接口配置‌：

• ‌LoRaWAN模組（Semtech SX1276）‌：
• ‌通信協議‌：LoRaWAN Class A/C，支持868/915MHz頻段
• ‌接口‌：UART（AT指令控制）
• ‌傳輸距離‌：城市2-5km，郊區15km+（實測，視天線增益）
• ‌NB-IoT模組（移遠BC95）‌：
• ‌頻段‌：B5/B8/B20，支持全球主流運營商
• ‌接口‌：USB轉UART（內置TCP/IP協議棧）
• ‌功耗‌：PSM模式待機電流僅5μA

‌接線示意圖‌：

eFish-SBC-RK3576         LPWAN模組 

| UART2_TX (GPIO1_C1)  → LoRa模塊RX 

| UART2_RX (GPIO1_C0)  → LoRa模塊TX 

| GND                  → GND 

| 3.3V                 → VCC 

 

NB-IoT模塊通過USB直連（免供電） 

‌注‌：UART波特率需配置為9600/115200（模組默認值），無需電平轉換！

‌2. 代碼實戰：數據透傳與協議解析‌

‌案例需求‌：

• 通過LoRaWAN發送傳感器數據至網關（TTN平臺）
• NB-IoT模組定時上報GPS位置至云平臺（HTTP/CoAP）

‌Python代碼（基于pyserial + AT指令控制）‌：

pythonCopy Code

import serial 

import time 

 

# 初始化LoRa模組（UART2） 

lora = serial.Serial("/dev/ttyS2", baudrate=115200, timeout=1) 

 

# 加入LoRaWAN網絡（OTAA方式） 

lora.write('AT+JOIN=1\r\n'.encode()) 

response = lora.read_until('+JOIN: Success', timeout=10) 

 

# 發送傳感器數據（端口1，16字節HEX） 

payload = bytes.fromhex("A1B2C3D4")  # 示例數據 

lora.write(f'AT+SEND=1,{payload.hex()}\r\n'.encode()) 

 

# 初始化NB-IoT模組（USB轉UART） 

nbiot = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", baudrate=9600) 

 

# 激活PDN連接 

nbiot.write('AT+QIACT=1\r\n'.encode()) 

time.sleep(2) 

 

# 上報GPS數據至云平臺（HTTP POST） 

nbiot.write('AT+QHTTPURL=32,80,"實際云端API"\r\n'.encode()) 

time.sleep(1) 

nbiot.write('{"lat":22.5432,"lng":113.9519}'.encode()) 

‌低功耗優化技巧‌：

• ‌LoRa ADR自適應速率‌：動態調整擴頻因子（SF7-SF12），平衡距離與功耗
• ‌NB-IoT PSM模式‌：設置Active Timer（如10分鐘），休眠期間僅維持時鐘同步
• ‌eFish電源管理‌：通過GPIO控制模組電源，徹底斷電非工作時段

‌3. 場景落地：遠程資產追蹤與野外監測‌

‌場景一：冷鏈物流資產追蹤‌

• ‌核心需求‌：
• 實時監控貨物位置（GPS）與溫濕度（BME680）
• 異常溫度即時報警（NB-IoT短信/平臺推送）
• ‌eFish方案優勢‌：
• ‌雙模冗余通信‌：市區優先NB-IoT，偏遠地區切換LoRa中繼
• ‌邊緣數據緩存‌：內置UFS存儲，斷網時保存72小時數據
• ‌加密傳輸‌：支持AES-128加密（硬件加速），保障物流數據安全

‌場景二：自然保護區生態監測‌

• ‌核心需求‌：
• 太陽能供電，野外連續工作1年+
• 野生動物活動監測（振動傳感器+AI識別）
• ‌eFish方案優化‌：
• ‌超低功耗設計‌：CPU降頻至800MHz + 禁用HDMI接口，整機功耗<1W
• ‌LoRa自組網‌：通過Mesh協議將數據接力回傳至中心網關
• ‌防拆機制‌：GPIO連接磁性開關，觸發位置上報與聲光警報

‌4. 性能可達：續航與通信穩定性‌

‌指標‌	LoRaWAN方案	NB-IoT方案
‌傳輸間隔‌	1次/小時	1次/10分鐘
‌平均功耗‌	0.12W（休眠） / 0.8W（發送）	0.08W（PSM） / 1.2W（激活）
‌電池續航‌	2年（18650×4，10000mAh）	1年（同容量電池）
‌丟包率‌	<1%（RSSI>-120dBm）	<0.1%（信號強度> -90dBm）

‌5. 其他資源需求：

• ‌軟件棧‌：
• LoRaWAN協議棧（LoRaMac-node移植版）
• NB-IoT AT指令自動化工具（支持移遠/華為模組）
• ‌硬件擴展配件‌：
• ‌高增益天線套件（IP67防水）
• ‌電源管理板（支持太陽能MPPT）

‌

‌七、結語：LPWAN與邊緣計算的終極組合‌

eFish-SBC-RK3576以 ‌工業級可靠性、全接口兼容性、超低功耗設計‌ ，成為遠程物聯網終端的“大腦”級解決方案。無論是穿越城市樓宇的物流追蹤，還是深入荒野的生態監測，其“連接+計算”一體化能力均可大幅降低部署復雜度，讓開發者專注于業務邏輯創新。

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